(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三種のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣを含むワックス組成物からなる、熱可塑性プラスチックの加工助剤であって、
−アミドワックスＡは、アルキレンジアミンと線状脂肪酸とのまたは複数種の脂肪酸から組成される混合物との反応生成物であり、
−アミドワックスＢは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸との反応生成物であり、そして
−アミドワックスＣは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸及び線状脂肪酸との反応生成物である、
上記加工助剤。
【請求項２】
アミドワックスＡが、次の構造：
ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３
［式中、ｎは６〜２０である］
を有する、エチレンジアミンと線状脂肪酸とのまたは追加の官能基を持たない複数種の脂肪酸の混合物との反応生成物である、請求項１の加工助剤。
【請求項３】
前記線状脂肪酸または脂肪酸の混合物が、獣脂肪酸、ヤシ脂肪酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸またはエルカ酸である、請求項１の加工助剤。
【請求項４】
アミドワックスＢが、次の構造：
ＣＨ３−（ＣＨ２）５−ＣＨＯＨ−（ＣＨ２）１０ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨ２）１０−ＣＨＯＨ−（ＣＨ２）５−ＣＨ３
を有する、エチレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸との反応生成物である、請求項１の加工助剤。
【請求項５】
アミドワックスＣが、次の構造：
ＣＨ３−（ＣＨ２）５−ＣＨＯＨ−（ＣＨ２）１０ＣＯ−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＯ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ３
［式中、ｎは６〜２０である］
を有する、エチレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸及び線状脂肪酸との反応生成物である、請求項１の加工助剤。
【請求項６】
ワックス組成物の総重量にそれぞれ基づいて、１〜８５重量％の範囲の量のアミドワックスＡ、１〜８５重量％の範囲の量のアミドワックスＢ、及び１〜５０重量％の範囲の量のアミドワックスＣを含む、請求項１〜５のいずれか一つの加工助剤。
【請求項７】
ワックス組成物の総重量にそれぞれ基づいて、５〜７５重量％の範囲の量のアミドワックスＡ、５〜７５重量％の範囲の量のアミドワックスＢ、及び１〜４０重量％の範囲の量のアミドワックスＣを含む、請求項１〜６のいずれか一つの加工助剤。
【請求項８】
少なくとも三種のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣを含むワックス組成物の、熱可塑性プラスチックの加工助剤としての使用であって、
−アミドワックスＡは、アルキレンジアミンと線状脂肪酸とのまたは複数種の脂肪酸から組成される混合物との反応生成物であり、
−アミドワックスＢは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸との反応生成物であり、そして
−アミドワックスＣは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸及び線状脂肪酸との反応生成物である、
前記使用。
【請求項９】
熱可塑性プラスチックが、ＰＶＣ、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンオキシド、または熱可塑性ポリウレタンからなる群から選択され、そして上記プラスチック中のワックス組成物の使用量が、プラスチックと加工助剤の合計重量を基準にして０．１〜１０重量％である、請求項８の使用。
【請求項１０】
上記プラスチック中のワックス組成物の使用量が、プラスチックと加工助剤の合計重量を基準にして０．２〜５重量％である、請求項９の使用。
【請求項１１】
上記プラスチック中のワックス組成物の使用量が、プラスチックと加工助剤の合計重量を基準にして０．２〜２重量％である、請求項９の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優先権主張の基礎となる２００６年２月２８日に出願されたドイツ特許出願第10 2006 009 097.7号明細書に記載されたものである。この出願明細書の内容は、本明細書中に全て掲載されたものとする。
【０００２】
本発明は、少なくとも三種の成分から組成されるワックス組成物、及びそれをプラスチック加工の添加剤、艶消し剤、レオロジー制御剤（rheological agent）、滑剤として、または分散液の製造のために使用することに関する。該ワックス組成物中に存在する成分は、アミドワックスの群から選択された。
【背景技術】
【０００３】
慣用のプラスチック、例えばＰＶＣまたはスチレン、並びにエンジニアリング熱可塑性プラスチック、例えばポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンオキシド、または熱可塑性ポリウレタンは、射出成形技術によって広く加工されている。それゆえ、プロセスの最適化には、関連するプラスチックの離型性及び流動挙動として知られるものが特に重要である。これらの特徴を調節するために少量の外添加工助剤がプラスチックに加えられる。これらの加工助剤に重要なファクターは、それらの内的作用と外的作用の両方である。
【０００４】
溶融物のレオロジー性の制御、摩擦の低減、添加剤や着色剤の分散などの内的作用には、ポリマーと良好な相溶性を有する物質が必要である。これに対して、外的作用、例えば潤滑剤及び離型剤の形の外的作用のためには、或る程度はポリマーと非相溶性の物質が必要である。考慮する必要がある他のファクターは、エンジニアリング熱可塑性プラスチックは、それらの化学構造の故に、特に加水分解され易いこと、それゆえ、酸性もしくは塩基性添加剤が、これらの熱可塑性プラスチック中において不制御の副反応をまねき、そして単にこの理由から、これらの添加剤は加工助剤として適していないことである。
【０００５】
理想的な加工助剤に課せられるこれらの多様で、複雑でそしてしばしば矛盾した要求は、非常に狭い部類の物質でしか満足されない。これらの中でも、脂肪酸誘導体、ワックス、並びに制限はあるが金属石鹸、ポリエステルまたはアミドが挙げられる。しかし、これらの物質でさえ、特殊な場合においては、より良好な代替物がない場合には受け入れざるを得ない不都合を常に招く。
【０００６】
脂肪酸は優れた架橋助剤ではあるが、これらは、ポリマーの分解を促し、そして射出成形中にプラスチックが達するしばしば高温の加工温度では、これらは揮発性でありそして蒸気の形で逃出してしまう。石鹸は酸性成分の存在下に簡単に分解する恐れがあり、そしてその後の挙動は脂肪酸と全く同じである。脂肪酸エステルは、しばしば過度に極性が高く、そして極性のプラスチック中では内的作用しか示さず、他方、非極性のプラスチック中では、顕著なマイグレーション傾向が観察される。ステアリン酸、エルカ酸またはオレイン酸のアミドの挙動は、脂肪酸エステルのそれと類似している。
【０００７】
それゆえ、射出形成のための調合物の改善のためには、優先的な傾向は、より長鎖の化合物、例えばモンタンワックス酸及びその誘導体から誘導し得る長鎖化合物や、長鎖脂肪酸とジアミンとの反応生成物の方向に向かっている。従来技術では、ステアリン酸またはパルミチン酸とエチレンジアミンとの反応生成物が使用されている。しかし、内的作用と外的作用との間の理想的なバランスは未だ見出されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、本発明の課題は、一方では十分な内的作用を供しながら、これと同時にプラスチックの表面において良好な潤滑作用及び離型作用を発揮するが、プラスチック表面の次の処理が過度のマイグレーションによって禁じられるかもしくは妨げられることのない、射出成形中のプラスチック用の適当な加工助剤を見出すことであった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
驚くべきことに、ワックス組成物の成分としてアミドワックスの特定の組み合わせを使用することによって上記の課題を達成できることが見出された。“アミドワックス”という表現は、長鎖カルボン酸と単官能性もしくは多官能性アミンまたはアンモニアとの反応の結果である生成物群の集合的な用語として定義されることを意図したものである。
【００１０】
本発明は、次の特徴を有する少なくとも三種のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣから組成される組み合わせを含む冒頭に述べた種のワックス組成物により上記の課題を解決する。
−  アミドワックスＡは、アルキレンジアミンと、線状脂肪酸とのまたは複数の脂肪酸から組成される混合物との反応生成物である。
−  アミドワックスＢは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸との反応生成物である。
−  アミドワックスＣは、アルキレンジアミンと１２−ヒドロキシステアリン酸及び線状脂肪酸との反応生成物である。
【００１１】
エチレンジアミンとステアリン酸もしくはパルミチン酸との反応生成物、オルアミド（olamide）、エルカアミド、ステアリルアミドは工業的に入手することができる。
【００１２】
これに対し、最適化された内的及び外的作用を有しプラスチックの射出成形の間の加工助剤として驚くべき程に適している、アミドワックスＡ、Ｂ及びＣから組成される本発明のワックス組成物の場合においては、三種の異なる成分Ａ、Ｂ及びＣの適当な量が互いに組み合わされる。
【００１３】
アミドワックスＡは、アルキレンジアミン、好ましくはエチレンジアミンと、線状脂肪酸または複数の脂肪酸の混合物、例えば獣脂肪酸、ヤシ脂肪酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、またはエルカ酸との反応生成物であり、好ましくは次の構造を有する。
【００１４】
CH3-(CH2)n-CO-NH-CH2CH2-NH-CO-(CH2)n-CH3
［式中、ｎは６〜２０である］
アミドワックスＢは、アルキレンジアミン、好ましくはエチレンジアミンと、１２−ヒドロキシステアリン酸との反応生成物であり、好ましくは次の組成を有する。
【００１５】
CH3-(CH2)5-CHOH-(CH2)10CO-NH-CH2CH2-NH-CO-(CH2)10-CHOH-(CH2)5-CH3
アミドワックスＣは、アルキレンジアミン、好ましくはエチレンジアミンと、１２−ヒドロキシステアリン酸及び線状脂肪酸との反応生成物であり、好ましくは次の構造を有する。
【００１６】
CH3-(CH2)5-CHOH-(CH2)10CO-NH-CH2CH2-NH-CO-(CH2)n-CH3
（式中、ｎは６〜２０である）
本発明のワックス組成物は、好ましくは、各々該ワックス組成物の総重量を基準にして、１〜８５重量％の範囲の量のアミドワックスＡ、１〜８５重量％の範囲の量のアミドワックスＢ、及び１〜５０重量％の範囲の量のアミドワックスＣを含む。
【００１７】
本発明の特に好ましい態様の一つでは、本発明のワックス組成物は、この場合も各々該ワックス組成物の総重量を基準にして、５〜７５重量％の範囲の量のアミドワックスＡ、５〜７５重量％の範囲の量のアミドワックスＢ、及び１〜４０重量％の範囲の量のアミドワックスＣを含む。
【００１８】
上記のアミドワックスを製造するための、原料とアルキレンジアミン、好ましくはエチレンジアミンとの反応は、１００℃以上の温度で行われる。特に、脂肪酸混合物を反応器に入れ、そしてこれらを不活性ガス下に溶融する。１４０℃辺りの温度において、エチレンジアミンを攪拌しながら得られた溶融物中に計量添加する。化学量論的に規定される量のエチレンジアミンを供給した後、温度を更に１９０℃まで高め、そして酸価ＡｃＮとアルカリ価ＡＩＮがどちらも６の値を下回るまで、反応水を留去しながら攪拌を続ける。酸価ＡｃＮは、反応の進行を監視するためにＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ３６８２に従い測定され、アルカリ価ＡＩＮは、ＤＧＦ法ＨＩＩＩ２ａ（９２）に従い測定される。
【００１９】
本発明のワックス組成物は、以下の製造例のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣを混合することにより調製される。該ワックス組成物の正確な組成はガスクロマトグラフィによって分析される。
【００２０】
驚くべきことに、前記のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣを少なくとも含む本発明のワックス組成物が、慣用のプラスチック、例えばＰＶＣもしくはスチレン、またはエンジニアリング熱可塑性プラスチック、例えばポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンオキシド、または熱可塑性ポリウレタンの射出成形のための加工助剤として特に適していることが見出された。本発明に従い上記プラスチックに加工助剤として加えられるワックス組成物の量は、プラスチックと加工助剤との合計重量をそれぞれ基準にして、０．１〜１０重量％、好ましくは０．２〜５重量％、特に好ましくは０．２〜２重量％の範囲である。
【００２１】
本発明のワックス組成物は、それ単独で使用してもよいし、または既知の従来技術による混合物成分、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、アミドワックス、フィッシャートロプシュワックスと混合してもよく、そして次いで微粉化(micronizated)することができる。この場合の粒度は、有利には１０〜２０μｍの範囲に調節される。
【００２２】
更に本発明のワックス組成物は、高められた温度下に溶剤中に溶解して、そして冷却して析出させることもできる。こうして調製されるペースト状物は、粘度や滑り挙動の制御のために印刷用途に使用することができる。
【実施例】
【００２３】
以下の本発明の例により、当業者が本発明をより明確に理解できるよう記載する。以下、混合物中の量についての数値は、特に断りがない限りは全て重量％の量である。以下のアミドワックスを先ず製造した。
【００２４】
製造例１：アミドワックスＣ
１．５モルの１２−ヒドロキシステアリン酸
０．５モルの獣脂肪酸（３５／６５）
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：４．３／ＡｃＮ：４．７
【００２５】
製造例２：アミドワックスＣ
１．０モルの１２−ヒドロキシステアリン酸
１．０モルの獣脂肪酸（３５／６５）
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：４．９／ＡｃＮ：４．９
【００２６】
製造例３：アミドワックスＣ
１．５モルの１２−ヒドロキシステアリン酸
０．５モルの獣脂肪酸（４５／５５）
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：４．８／ＡｃＮ：４．３
【００２７】
製造例４：アミドワックスＡ
０．５モルのステアリン酸
１．５モルの獣脂肪酸（３０／７０）
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：４．１／ＡｃＮ：４．５
【００２８】
製造例５：アミドワックスＢ
２．０モルの１２−ヒドロキシステアリン酸
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：４．３／ＡｃＮ：４．７
【００２９】
従来技術の比較例，ｃ１：
２．０モルの獣脂肪酸（３０／７０）
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：５．１／ＡｃＮ：４．８
【００３０】
従来技術の比較例，ｃ２
２．０モルの純粋なステアリン酸
１．０モルのエチレンジアミン
ＡＩＮ：５．３／ＡｃＮ：４．９
【００３１】
次いで、上記製造例１〜５のアミドワックスＡ、Ｂ及びＣからワックス組成物を調製する。本発明のワックス組成物の正確な組成はＧＣによって分析する。本発明のワックス組成物ＷＣ１〜ＷＣ４、及び従来技術の比較用混合物ｃ１及びｃ２の重量組成は以下に表に記載する。次いでこれらを、エンジニアリングプラスチックの加工助剤として、及び微粉化された形で塗料の添加剤として試験した。
【００３２】
【表１】
0005455288.tif 000002
【００３３】
熱可塑性ポリウレタン
エステルジオール（esterdiol）及びワックス組成物から組成される混合物の重量を基準にして０．４重量％の量のワックス組成物を、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の製造時にエステルジオール成分中に配合した。
【００３４】
この混合物をジイソシアネートと反応させてポリウレタンを生成させた。次いで、この得られたポリマーから射出成型物を製造し、室温、６０℃及び８０℃における離型性及びマイグレーション挙動を評価、等級付けした（低い数値が最良の性能を示す）。
【００３５】
試験は、ワックス組成物ＷＣ１〜ＷＣ４を含む本発明の材料、混合物１及び純粋なＥＢＳ ｃ２について、並びに商業的に入手可能なモンタンワックス酸の誘導体について行った。得られたデータは、本発明の材料が、妥当な脱型力においてマイグレーション挙動を顕著に向上し得ることを示した。
【００３６】
熱可塑性ポリウレタン中での性能
【００３７】
【表２】
0005455288.tif 000003
【００３８】
ポリスチレン中での使用
本発明のワックス組成物と組み合わせたポリスチレンの射出成形挙動を、９５／５、９０／１０、及び８５／１５の比率で試験した。比較用に、ポリスチレン単独品、並びにこれを従来技術の物質と組み合わせたものも試験した。行った測定は、分離力（ニュートン）、テストスパイラル内での流路（ｃｍ）、色、透明性、浸出及び潤滑作用である。これらは、標準物に対して等級付けして評価した（低い数値の等級が最良の性能を示す）。
【００３９】
比較として商業的に入手可能な材料を使用した。ｃ１はＨｏｓｔａｌｕｂ ＦＡ １であり、ｃ３はＨｏｓｔａｌｕｂ ＦＡ ５である。実験は、本発明のワックス組成物が、同じ脱型力において流動挙動及びマイグレーション挙動を向上したことを示した。本発明の材料はマトリックス内に残留し、比較的多量に使用した場合でさえ浸出しない。
【００４０】
【表３】
0005455288.tif 000004
【００４１】
ＰＶＣ中での使用
本発明の混合物を、標準的なアミドワックス及びモンタンワックス誘導体と比べてＰＶＣ中においても試験した。
【００４２】
以下の混合物を試験調合物として使用した。
１００部のＶｉｎｎｏｌｉｔ Ｓ ３１６０（Ｖｉｎｎｏｌｉｔ社製のＰＶＣ）、１．５部のＭａｒｋ １７ ＭＯＫ、５部のＫａｎｅ ＡＢＥ−５８Ａ、１部のＰａｒａｌｏｉｄ Ｋ １２０ Ｎ、０．３部のＬｏｘｉｏｌ Ｇ １６、０．４部の試験材料または比較材料。
ｃ１＝Ｈｏｓｔａｌｕｂ ＦＡ１アミドワックス、ｃ３＝Ｈｏｓｔａｌｕｂ ＦＡ ５アミドワックス。
【００４３】
本発明の材料の挙動は、離型作用及び潤滑作用の点では標準品と同じであり、従来技術の材料と比べると、これらは、色の点では不良であったが、浸出挙動の点ではより良好であった。
【００４４】
【表４】
0005455288.tif 000005
【００４５】
ポリカーボネート中での使用
１００部のＭａｋｒｏｌｏｎ ３１０８、０．５部のワックス組成物／比較材料から組成される試験調合物において作用試験を行った。混合物ＷＣ１及びＷＣ２を、Ｌｉｃｏｌｕｂ ＦＡ１及びＬｉｃｏｌｕｂ ＦＡ５と比較して試験した。色、透明性、離型作用及びメルトインデックスを試験した。
【００４６】
ポリカーボネートについての実験結果：
ポリカーボネートにおけるアミドワックスから組成されるワックス組成物の結果
【００４７】
【表５】
0005455288.tif 000006
【００４８】
ＦＡ ５＝ヒドロキシステアリン酸と獣脂アミンとの反応生成物
ＦＡ １＝ステアリン酸とエチレンジアミンとの反応生成物
ＦＨＧ ５１５＝上記例の混合物２（＝ＷＣ２）
ＦＨＧ ５１４＝上記例の混合物１（＝ＷＣ１）
【００４９】
上記表は、本発明のワックス組成物がポリカーボネートと良好な相溶性を有し、そして添加量が比較的多い場合でもマトリックス内に残留することを示している。外的作用の観点では、脱型力の上昇は起こらない。